Wetterlexikon | Sind Städte wirklich wärmer?

Autorin: Dr. Rosmarie de Wit, ZAMG Wien

Laut Daten der Europäischen Umweltagentur ist die Zahl der Todesopfer durch Hitze in Europa um ein vielfaches höher als durch andere Naturkatastrophen wie Lawinen oder Stürme. Aufgrund des Klimawandels steigt auch in Österreich die Hitzebelastung. Städte sind davon besonders betroffen, denn durch den städtischen Hitzeinseleffekt sind Temperaturen in der Stadt im Schnitt höher als in der Umgebung. In diesem Beitrag erfahren Sie warum das so ist, ob nur Wien betroffen ist, und wie wir unsere Städte kühl halten können.

Achtung: Hitze!

Wird im Wetterbericht Hitze angekündigt, ist das für manche ein Grund zur Freude. Grillen im Freien und Badespaß sind angesagt. Für Bauarbeiter oder Dachdecker, die draußen in der Sonne arbeiten, ist Hitze allerdings weniger erfreulich. Auch im Büro senkt Hitze die Leistungsfähigkeit: nicht erst wenn das Thermometer auch drinnen eine Temperatur von über 30°C anzeigt, ist an konzentriertes Arbeiten häufig nicht mehr zu denken.

Eine längere Phase mit hohen Temperaturen kann gesundheitlich sehr belastend sein. Vor allem wenn es in der Nacht nicht ausreichend abkühlt, kann sich der Körper nicht gut erholen und am nächsten Tag herrscht Müdigkeit. Nimmt der Körper mehr Wärme auf, als er wieder abgeben kann, kann das zu Schwindel, Kreislaufschwäche oder gar zu Herz-Kreislaufproblemen führen. Vor allem Kinder und ältere Personen sind betroffen. Einige der Herausforderungen, die Hitze mit sich bringt, sind in Abbildung 1 zusammengefasst.

Abbildung 1: Ausgewählte direkte und indirekte Auswirkungen von Hitze, sowie besonders betroffene Personengruppen. Quelle: ZAMG / Hollosi & Hahn. Dieses Material ist lizenziert unter folgender Lizenz: CC BY-NC-ND 4.0.

Städte sind echte Hitzeinseln

In Städten wird die Hitzesituation noch verschärft, denn im Allgemeinen sind Städte wärmer als ihre Umgebung. Vor allem nachts kühlen Städte nur langsam ab. Dieses Phänomen, dass Städte wärmer sind als das Umland, wird auch der ‚städtische Hitzeinseleffekt‘ genannt. Mit einem Blick auf die Karten in Abbildung 2 lässt sich dieser Begriff gut erklären. Hier ist die durchschnittliche jährliche Anzahl an Sommertagen für Innsbruck, Salzburg, Wien, Klagenfurt und Graz dargestellt. Ein Tag gilt als Sommertag, wenn eine Temperatur von 25°C oder mehr erreicht wird. Die Zahl der Sommertage wird verwendet um die Hitzebelastung darzustellen. In der Abbildung lässt sich klar erkennen, dass die stark besiedelten Stadtgebiete im Vergleich zu der Umgebung eine höhere Zahl an Sommertagen  erleben. Auf der Karte stechen sie als Insel mit erhöhter Hitzebelastung hervor. Daher auch die Bezeichnung ‚Hitzeinsel‘.

Abbildung 2: Durchschnittliche modellierte jährliche Anzahl an Sommertagen (Tage mit einer Höchsttemperatur von 25°C oder mehr) für die fünf Standorte der ZAMG Innsbruck, Salzburg, Wien, Klagenfurt und Graz. Die durchschnittliche jährliche Anzahl an Sommertagen ist ein Maß für die Hitzebelastung. Als Zeitraum für die Berechnung wurde die Periode 1981-2010 gewählt. Quelle: ZAMG. Dieses Material ist lizenziert unter folgender Lizenz: CC BY-NC-ND 4.0.

Der Hauptgrund für dieses Temperaturgefälle sind die Unterschiede in der Bebauung zwischen Stadt und Umland. Straßen und Gebäude absorbieren und speichern die Sonnenstrahlung sehr gut, und geben ihre Wärme in der Nacht nur langsam wieder ab. Außerdem bremsen die vielen Bauten den Wind, wodurch frische kühle Luft häufig schwieriger bis tief in die Stadt durchdringen kann. Auch das Fehlen von Vegetation, wie z.B. Bäume, trägt zu den höheren Temperaturen bei. Bäume spenden nicht nur Schatten, sondern kühlen außerdem die Umgebung indem sie über ihre Blätter Wasser verdunsten. Bei diesem Prozess wird der Umgebung Wärme entzogen, wodurch es abkühlt. Dieses Prinzip haben wir alle schon hautnah erlebt: ist es warm, schwitzen wir. Der Schweiß verdunstet, und unsere Haut wird gekühlt. Gibt es statt Bäumen Bebauung, fehlt dieser kühlende Effekt.

Wie wir unsere Städte gegen Hitze wappnen können

Aufgrund des Klimawandels werden Hitzewellen immer häufiger und sie dauern länger. Wie können wir unsere Städte trotz immer häufigerer Hitze kühl halten? Es gibt mehrere Optionen. Zwei davon werden in Abbildung 3 vorgestellt: Links das ‚grüne Stadt‘-Konzept, rechts das Konzept der ‚weißen Stadt‘. In der grünen Stadt werden die kühlenden Eigenschaften von Vegetation, wie z.B. Bäumen oder Sträuchern, eingesetzt um eine Kühlung durch Verdunstung zu erzielen. Möglichkeiten sind Straßenbäume und Parks, die nicht nur kühlen, sondern auch zum Verweilen einladen. In schon bestehenden Stadtteilen ist es aber nicht immer möglich, mit Grünflächen nachzurüsten. Aber auch hier gibt es Möglichkeiten, die kühlende Wirkung von Begrünung für sich zu nutzen. Fahren Straßenbahnen getrennt von anderen Fahrzeugen, kann ein sogenanntes ‚Rasengleis‘ eingesetzt werden. Statt Beton findet sich hier Gras zwischen den Gleiskörpern. Neben einem lokalen Kühleffekt gibt es einen weiteren Vorteil, denn Regenwasser kann beim Rasengleis direkt in den Boden versickern. Bei Starkregen hilft das dabei die Kanalisation zu entlasten, und dadurch bleibt weniger Wasser auf der Fahrbahn stehen. Auch an den Häusern kann angesetzt werden, zum Beispiel mit Dach- oder Fassadenbegrünung. Auf Gründächern wachsen z.B. Gräser oder gar Sträucher und Bäumchen. Bei Fassadenbegrünung wachsen zum Beispiel Kletterpflanzen  über ein Gerüst die Fassade empor. Auch hier profitiert nicht nur das Stadtklima von der Verdunstungskühlung der Pflanzen: auch die Innentemperatur der begrünten Häuser ist niedriger.

Abbildung 3: Mit städtebaulichen Maßnahmen gegen die Hitze. Im ‚grünen Stadt‘-Konzept wird durch den Einsatz von mehr Vegetation (wie z.B. Dach- oder Fassadenbegrünung, mehr Grünflächen oder Straßenbäumen) eine Kühlung durch Verdunstung erzielt. Im ‚weißen Stadt‘-Konzept wird durch den Einsatz von hellen Materialien mehr Sonnenstrahlung reflektiert, wodurch die Stadt weniger aufheizt. Quelle: ZAMG / Kainz & Hollosi. Dieses Material ist lizenziert unter folgender Lizenz: CC BY-NC-ND 4.0.

Wie der Name schon vermuten lässt, wird im ‚weißen Stadt‘-Konzept auf helle, gut reflektierende Materialien gesetzt. In Gegensatz zu dunklen Oberflächen, wie Asphalt oder schwarzen Flachdächern, wird die Sonnenstrahlung von den hellen Materialien Großteils reflektiert statt aufgenommen. So heizen sie weniger auf. Ein gutes Beispiel dieses Prinzips lässt sich in Griechenland, zum Beispiel auf Santorini, finden, wo die weiß angemalten Häuser so viel Sonnenlicht wie möglich reflektieren. So heizt nicht nur die Stadt weniger auf, sondern auch in den Häusern selbst bleibt es kühler.

Modellberechnungen zeigen, dass eine Kombination dieser Maßnahmen die Hitzebelastung am wirkungsvollsten reduziert. Dem Anstieg der Hitzebelastung aufgrund des Klimawandels kann durch eine gezielte Umsetzung von ‚grünen‘ und ‚weißen‘ städtebaulichen Maßnahmen also zum Teil entgegen gewirkt werden. Davon profitiert nicht nur das Stadtklima, sondern auch die Lebensqualität.

Mehr wissen über die Stadtklimamodellierung der ZAMG? ZAMG Broschüre Stadtklimaforschung: -> hier als pdf frei abrufbar